[发明专利]一种机器人小车路径跟随方法

摘要

一种机器人小车路径跟随方法，属于信息处理技术领域。机器人小车以圆弧路径向目标跟随点运动；机器人小车的运动速度与机器人距目标点的直线距离成正比。本发明的优点是:实现了机器人小车相对被跟随者的实时跟随；跟随算法高效实用；减小机器人小车的抖动，使得跟随运动平滑自然。

主权项

1.一种机器人小车路径跟随方法，其特征在于含有以下步骤；机器人小车以圆弧路径向目标跟随点运动；机器人小车的运动速度与机器人距目标点的直线距离成正比；含有以下步骤：步骤一：机器人小车通过传感器测距并对目标进行定位，从而计算目标位于机器人小车坐标系中的位置(ρ,θ)；步骤二：将当前所测得的角度值θ，与上一次的角度值θpre作比较，如果θ‑θpre>θthreshold，令θ＝θpre+Δθ；如果θ‑θpre<‑θthreshold，则让θ缓慢变化，令θ＝θpre–Δθ，从而实现角度的缓慢变化，从而达到速度平滑；步骤三：根据位置(ρ,θ)和跟随算法，计算两个驱动轮的速度，从而实现机器人小车对目标的跟随；跟随算法为：若被跟随者位于目标点处，则机器人小车将沿着虚线圆弧轨迹到达目标点处，且其跟随速度与ρ成正比；ρ为机器人距目标点的直线距离；建立机器人坐标系，坐标原点位于后轮中心，y轴方向为小车前进方向，x轴方向为后轮的轴向方向；假设左轮的速度为v1，右轮的速度为v2，两后轮之间的间距为d，移动小车的角速度为ω，转弯半径为r,沿x轴正向为正值，沿x轴负向为负值，由此可得：由式(1)可得：可得：假设中点速度与ρ的关系为f(ρ)，则中点速度：由式(2)、(3)、(4)可得左轮的速度v1、右轮的速度v2与距离ρ的关系为：f(ρ)可根据实际运动效果选取，设f(ρ)＝kρ，即可根据实际运动调节k值，以达到平滑运动的目的；步骤四：保存当前的角度值θpre＝θ；重新回到步骤一。